Forschungsfortschritte bei der mikrobiellen Umwandlung von pentacyclischen Triterpenoiden
\nBiokonversion oder Biotransformation bezeichnet den Prozess, bei dem exogene Verbindungen unter der Einwirkung des Organismus selbst oder der katalytischen Wirkung aktiver Enzyme im K\u00f6rper bestimmten biochemischen Reaktionen unterzogen werden, die zu strukturellen Ver\u00e4nderungen und zur Produktion wertvoller Verbindungen f\u00fchren. Sie wird auch als Biokatalyse bezeichnet. Im Jahr 1864 entdeckte Pasteur, dass Acetobacter Ethanol in Essigs\u00e4ure umwandeln kann, was den Beginn der Entwicklung der mikrobiellen Transformationstechnologie durch den Menschen markierte. In den 1950er Jahren wandelten Forscher mit Hilfe von Rhizopus nigrican Progesteron in 11 \u03b1-Hydroxyprogesteron um und setzten damit einen wichtigen Meilenstein in der Geschichte der Biotransformation.
\nIm Vergleich zur chemischen Umwandlung hat die biologische Umwandlung die Vorteile des Umweltschutzes, einer hohen katalytischen Effizienz, milder Reaktionsbedingungen und einer einfachen Nachbehandlung. Sie kann oft eine Umwandlung erreichen, die bei der chemischen Umwandlung nicht einfach zu erreichen ist, wie z. B. die Glykosylierungsreaktion, wodurch die biologische Aktivit\u00e4t erh\u00f6ht, die Toxizit\u00e4t verringert und die Bioverf\u00fcgbarkeit verbessert wird. Insbesondere hat die Biotransformation eine hohe Regioselektivit\u00e4t und Stereoselektivit\u00e4t, und es gibt auch viele Arten von Reaktionen, wie Oxidation, Reduktion, Hydrolyse, Kondensation, Hydroxylierung, Aminierung, Zyklisierung, Acylierung, Decarboxylierung, Methylierung und Demethylierung, Dehydrierung usw., die es einfacher machen, strukturell neuartige Verbindungen zu erhalten und wertvollere Leitverbindungen f\u00fcr die Entwicklung neuer Arzneimittel bereitzustellen. Das Screening nach wirksamen Transformationsst\u00e4mmen unter einer Vielzahl von Mikroorganismen stellt jedoch derzeit noch eine gro\u00dfe Herausforderung dar.
\nPentazyklische Triterpenoide kommen haupts\u00e4chlich in h\u00f6heren Landpflanzen vor und lassen sich in drei Strukturtypen einteilen: Ursols\u00e4uretyp, Oleanantyp und Lupinentyp. Es wurde berichtet, dass diese Verbindungen viele biologische Aktivit\u00e4ten haben, wie z.B. Anti-Krebs, Anti-Diabetes, Anti-Virus, Anti-Bakterium und Anti-Oxidation. Obwohl viele Heilkr\u00e4uter pentazyklische Triterpenoide enthalten, weisen sie oft Einschr\u00e4nkungen auf, wie z. B. einen geringen Gehalt, geringe Aktivit\u00e4t oder hohe Toxizit\u00e4t. Durch Biotransformation k\u00f6nnen pentazyklische Triterpenoide in wertvollere Wirkstoffe mit hoher Aktivit\u00e4t und geringer Toxizit\u00e4t oder in Leitverbindungen mit neuartigen Strukturen umgewandelt werden, die die Grundlage f\u00fcr weitere strukturelle Ver\u00e4nderungen und die Entwicklung neuer Arzneimittel bilden.<\/p>\n
Aus den obigen Untersuchungen geht unschwer hervor, dass durch mikrobielle Transformation nat\u00fcrliche organische Verbindungen in eine Vielzahl von Derivaten umgewandelt werden k\u00f6nnen, die strukturell neuartige Verbindungen f\u00fcr das Screening biologischer Aktivit\u00e4ten und die Entwicklung neuer Arzneimittel liefern. Es gibt viele Arten von Mikroorganismen, die zur Biotransformation f\u00e4hig sind, wobei Pilze am h\u00e4ufigsten f\u00fcr die Biotransformation von pentacyclischen Triterpenoiden untersucht werden, insbesondere Pilze. Zu den Reaktionstypen geh\u00f6ren Hydroxylierung, Carbonylierung, Hydrolyse, Carboxylierung, Glycosylierung, Reduktion, Dehydrooxidation und Acetylierung. In Pilzen treten Hydroxylierungsreaktionen am h\u00e4ufigsten an den Positionen C7, C15 und C21 auf, wobei bedeutende Umwandlungen an den Positionen C1, C2, C23, C24 und C30 stattfinden. Einige wenige Umwandlungen finden an den Positionen C4, C5, C6, C13, C19, C25, C26 und C29 statt. Carbonylierungsreaktionen treten am h\u00e4ufigsten an den Positionen C3 und C21 auf, vereinzelt auch an den Positionen C2 und C24. Veresterungsreaktionen treten am h\u00e4ufigsten an den Positionen C13 und C28 auf, wurden aber auch an den Positionen C7 und C27 gefunden. Die Dehydrierungsreaktion ist am h\u00e4ufigsten an der C11-Position und gelegentlich an den C4-, C5- und C23-Positionen zu finden. Die Carboxylierung ist auch an den Positionen C3, C29 und C30 sehr h\u00e4ufig. Die C3-, C28- und C30-Positionen sind h\u00e4ufige Verbindungsstellen f\u00fcr Glukose und sind am anf\u00e4lligsten f\u00fcr Hydrolyse und Glykosylierungsreaktionen. Es gibt etwas weniger Forschungsberichte \u00fcber die Umwandlung von pentacyclischen Triterpenoiden mit Hilfe von Bakterien als mit Pilzen. Die meisten Forschungsberichte beziehen sich auf Bakterien, bei denen haupts\u00e4chlich Reaktionstypen wie Hydroxylierung, Carbonylierung, Glykosylierung, Hydrolyse und Veresterung zum Einsatz kommen. Diese Reaktionen k\u00f6nnen eine Hydroxylierung an den Positionen C2, C1, C7, C15, C23 und C30 sowie eine Carbonylierung an der Position C3 bewirken. In Pilzen wurden diese Arten von Reaktionen jedoch noch nicht durchgef\u00fchrt. Die Cyclooxidation erfolgt an den Positionen C11 und C26, die Spaltung erfolgt an den Positionen C2 und C3 des A-Rings, die Acetylierung erfolgt an Position C1, und die Carbons\u00e4ure an Position C28 wird zu Hydroxymethyl reduziert.
\nDer Zweck der Biotransformation ist die Umwandlung von Substraten in aktivere Verbindungen. Einige Umwandlungsreaktionen verst\u00e4rken die zytotoxische Aktivit\u00e4t gegen Tumorzellen, z. B. die Hydroxylierung an den Positionen C2, C7 und C21, die Methylierung an der Position C28, die Glykosylierung an der Position C3 und die Monosaccharid-Glykosylierung an der Position C28. Diese Transformationsprodukte bieten eine materielle Grundlage f\u00fcr das Screening und die Untersuchung der Aktivit\u00e4t von Antitumormitteln. Dar\u00fcber hinaus kann die Glykosylierung an der C28-Position die Blutgerinnung verringern und Leitverbindungen f\u00fcr Herz-Kreislauf-Erkrankungen liefern. Einige Umwandlungsreaktionen k\u00f6nnen die entz\u00fcndungshemmende Wirkung verst\u00e4rken, z. B. die Carbonylierung an der C3-Position, die Acetylierung an der C1-Position, die Hydroxylierung an den C1-, C7-, C15-, C21- und C24-Positionen und die Glykosylierung an den C3-, C28- und C30-Positionen. Einige Umwandlungsreaktionen verst\u00e4rken die antibakterielle Aktivit\u00e4t, z. B. die Glykosylierung an den Positionen C28 und C3, die Carbonylierung an der Position C3 und die Hydroxylierung an der Position C21, und die daraus resultierenden Derivate haben das Potenzial, antibakterielle Medikamente zu entwickeln. Die C29-Carboxylierung hat neuroprotektives Potenzial. Mit der Erforschung der Biotransformationstechnologie von pentacyclischen Triterpenoiden wurde eine gro\u00dfe Anzahl von Wirkstoffen entdeckt, und diese neuen Transformationsprodukte liefern weiterhin neue Leitverbindungen oder pharmakologische Substanzen f\u00fcr klinische Anwendungen. Es gibt zahlreiche Arten von Mikroorganismen, und es muss weiter erforscht werden, wie durch das Screening nach biotransformationsaktiven St\u00e4mmen ein neuer Aktivit\u00e4tswert f\u00fcr pentazyklische Triterpenoide geschaffen werden kann.
\nIn den letzten Jahren hat die rasche Entwicklung des Enzym-Engineerings, der Zell- und Enzymimmobilisierung, der Gentechnik, des Fermentations-Engineerings, der Metabolomik, der Proteomik usw. das Potenzial, mehrere Gene in denselben Engineering-Stamm zu integrieren, um mehrere Transformationsreaktionen gleichzeitig durchzuf\u00fchren, wodurch die mikrobielle Transformation bessere Aussichten f\u00fcr die Arzneimittelsynthese hat.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Research progress on microbial transformation of pentacyclic triterpenoids Bioconversion or biotransformation refers to the process in which exogenous compounds undergo certain biochemical reactions under the action of the organism itself or the catalytic action of active enzymes in the body, resulting in structural changes and the production of valuable compounds. It is also known as […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n